血管联用器官芯片与人体药代外推
结合独立器官培养、血管侧液体转移和多隔室模型，比较芯片浓度与人体药代时序。
用途与模型
- 研究用途
- 吸收/清除研究及芯片数据向人体暴露参数外推。
- 模型与细胞来源
- 肠 Caco-2 BBe、原代人肝细胞/肝窦内皮、近端肾小管/内皮；顺铂配置用人 CD34+ 骨髓组织替换肠模块。
- 方法版本
- 2020 年尼古丁与顺铂 IVIVT 版本
- 实验形式
- PDMS 双通道芯片与肾 PET 膜，组织/内皮两侧分别培养；自动液体转移与动静脉储液隔室。
材料与平台
- 器官细胞与器件
- Caco-2 BBe、人肝细胞、肾小管及 CD34+ 造血细胞；PDMS/PET 双通道结构。
- 测试药物与定量
- 尼古丁/可替宁质谱；顺铂用 ICP-MS 定量铂，另作骨髓流式/肝和肾功能检测。
- 外推模型
- 多隔室模型、材料损失/器官体量与流量缩放，CoBi 计算框架。
测量指标与分析
- 芯片浓度—时间
- Cmax/tmax/AUC
- 肝清除与肾相关参数
- 骨髓细胞数量
- 模型—实测一致性
先用各器官实测校准芯片模型，再模拟连续流动和人体尺度；材料损失与几何缩放按具体药物配置。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 2 种药物和不同给入路径，模型对照芯片实测与既有临床曲线。
- 测试范围
- 尼古丁 2 轮研究，每轮 3 套独立联用装置；顺铂 3 次重复。临床比较来自引用资料，非新患者给药队列。
- 参照体系
- 质谱实测、已发表人体曲线及部分动物外推；含/不含材料损失模型。
- 研究结果
- 缩放后的尼古丁和顺铂时序与所比临床曲线相近；顺铂芯片还显示中性粒及红系细胞减少。不同器官隔室的拟合表现存在差别。
适用条件与研究局限
- 外推采用药物相关校准和几何/流量优化，部分人体曲线同时用于参数优化。
- 肾模型没有完整肾小球功能，采用转移与计算补偿。
- 只有 2 种主要测试药物，材料结合和不同组织来源影响迁移适用性。
来源与原文
- Quantitative prediction of human pharmacokinetic responses to drugs via fluidically coupled vascularized organ chips原始研究 · Nature Biomedical Engineering · 2020-01-27